CN1640806A - 具有行进驱动装置和乘员位置的工业卡车 - Google Patents

Abstract

一种具有行进驱动装置的工业卡车，该驱动装置驱动一个驱动轮，该驱动轮还绕竖直轴线枢转地支撑，作为转向轮，且具有非顺从性轮胎，其特征在于工业卡车的驱动轮的特征是依赖负载的驱动轴负载经弹簧组件支撑在底盘上，所述弹簧组件具有刚性弹簧特性，其中弹簧组件的弹簧常数如下确定：（见图下公式）其中F是驱动轮的相应接触压力。

Description

具有行进驱动装置和乘员位置的工业卡车

技术领域

本发明涉及具有如权利要求1或2的前序部分所述的具有行进驱动装置的工业卡车。

背景技术

关于工业卡车，尤其是叉车的车轮布置，在三轮、四轮或五轮车辆之间存在区别。在三轮车辆中，两个车轮用作轮-臂支撑式叉车的承载车轮，或甚至作为所谓的平衡重量式叉车的前轮。后部区域仅支撑驱动轮，该驱动轮另外可绕用于转向目的的竖直轴线枢转。在四轮车辆中，前端和后端有两个车轮或滚轮，例如在轮臂上的每个承载轮，在拐角区域的相对端的驱动轮，和在其侧面的支撑滚轮。

驱动轮可绕用于转向目的的竖直轴线枢转。在五轮车辆中，转向的驱动轮大约位于工业卡车驱动部分的中心处，每个支撑滚轮分别支撑在驱动轮的两侧，从而可绕竖直轴线自由地枢转。

工业卡车的车辆框架中车轮的上述配置分解成下述行走装置组：

1.三轮式行走装置，静态地定义：

1.1所有的齿轮不可移动地连接于所述框架，弹簧系统和阻尼舒适物仅受轮胎弹簧系统的特性来影响。

1.2平衡重量式叉车的前轮在弹簧承载式悬架上支撑(DE10062565A1)。

1.3弹簧承载式驱动轮与承受的负载成比例地减轻负载(DE919517)。

2.四轮式行走装置，静态地定义：

2.1所有齿轮不可移动地竖直连接于所述框架，弹簧系统和阻尼舒适物(damping comforts)仅受轮胎弹簧系统的特性和轮臂刚性的影响。

2.2弹簧承载式支撑滚轮与非弹簧承载的驱动轮组合。

2.3弹簧承载的、缓冲的支撑滚轮与非弹簧承载的驱动轮组合(DE29801892U1)。

2.4液压承载的/可锁定的支撑滚轮与非弹簧承载的驱动轮组合(DE19753412)。

2.5弹簧承载式支撑滚轮与弹簧承载式驱动轮组合(US6488297B2)。

3.四轮式行走装置，静态地定义：

3.1支撑滚轮和驱动轮在运动学上静态地互相连接，且通过辅助弹簧承载(US6488297B2)。

3.2支撑轮和驱动轮位于运载单元上，该单元位于转动轴线上，从而相对于基本框架摆动。此外，运载单元和基本框架连接于弹簧部件(US6488297B2)。

3.3一个车辆轴的车轮通过转向装置互相连接且互相作用。

3.4 3.2的运载单元和3.3的转向装置可以根据操作参数在几何学上调节和/或锁定。

4.五轮式行走装置

4.1竖直不可移动的侧向支撑滚轮与竖直可运动的驱动轮组合，该驱动轮

a)以恒定的弹簧力压在地面上(US4431084)。

b)以依赖负载的弹簧力压在地面上(EP0209502B1)。

c)通过依赖负载的提升运动压在地面上(DE3904798A1和DE3904798C2)。

d)根据操作参数压在地面上(DE3402495，EP0329504B1，GB2094727)。

e)根据提升高度减轻负载(DE3106027A1)。

4.2竖直不可运动的驱动轮与竖直可运动的支撑轮组合，该支撑轮互相独立地

a)以恒定的弹簧力压在地面上(EP0480817，EP0329504，EP2606765)。

b)在地面上接触缓冲单元(EP0584704)。

c)在地面上接触弹簧/缓冲单元。

d)液压加载和/或锁定。

4.3竖直地不可运动的驱动轮与竖直可运动的支撑轮组合，该支撑轮以从属运动地互相联接的方式

a)以恒定的弹簧力压在地面上。

b)在地面上接触弹簧/缓冲单元。

c)与独立于路径的设定部件互锁。

d)通过设定部件根据负载压在地面上。

所有行走装置设计都基于车辆横向稳定性的衡重和驱动轮的牵引力。如果赋予横向稳定性优先权，那么形成摇杆轴的车轮悬架做成刚性的，这样导致过分限制车轮端部轴承作用力的状态(an overdefinedwheel end-bearing force situation)，导致四轮和五轮车辆的驱动轮上产生牵引力问题。

为了获得限定的驱动轮负载，需要重新打开车轮轴承的已封闭的自由度。这基本上包括五轮车辆中驱动轮悬架的竖直运动，或者四轮车辆中竖直可运动的横向支撑轮。

这也适用于轴上的轮的运动学联接或摆动轴的形成。

竖直可运动的车轮悬架经弹簧部件或液压缸朝车辆框架支撑。在a.m.支撑部件上的附加设定单元可以改变相应车轮的负载，所述负载又对竖直地固定连接于框架的车轮的车轮负载产生影响。这样，如果驱动轮负载增加，横向支撑轮上的车轮负载在同一轴上增加，但在四轮行走装置中所有车轮的车轮负载都受到影响。

所以，如果驱动轮负载增加，那么横向稳定性将降低，从而摇杆轴的行走装置车轮的竖直刚性连接明显下降。存在着一定的极限负载，由此不可避免地需要将车轮悬架从“竖直固定”转换为“竖直可运动”)，反之亦然，因为否则将产生不稳定的驱动状态。

竖直不可运动的驱动轮配合竖直可运动的横向支撑轮，所述支撑轮经弹簧和缓冲件朝车辆框架支撑，从而避免在转弯时动态振荡的增加。此时，依靠前面作出的称重，整个驱动轴负载的较重部分支撑在驱动轮上，所谓的“负载定向的驱动轮”上。在极限状态下，横向支撑滚轮可以在操作参数的控制下竖直地互锁或重置在基本位置。

所以，可以声称，如果使用五轮式行走装置，至少每个车辆轴的一个车轮设计为竖直地不可运动。同样适用于四轮车辆，除了一种情况(US6488297B2的2.5项)之外，其中驱动轮和支撑轮分离地经弹簧朝车辆行走装置支撑。

在上述的行走装置设计中，仅是车辆轴的竖直不可运动的车轮，它们一方面决定横向稳定性和牵引能力之间的一致，另一方面这是路况和车辆框架振荡之间的主要接触面。来自地面的冲击传递到未阻尼状态的行走装置。这使其自身通过烦人的噪音而被感知，例如当经过急剧变化高度的道路时。而且，未缓冲的冲击传递给在驱动器平台和承座装置中的驱动器。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业卡车，其中“负载定向的驱动轮”连接于车辆框架，从而满足下述特征：

a)弹性规避来自道路的冲击。

b)在驱动过程中实现最佳的动态稳定性的高缓冲能力。

c)对横向稳定性和牵引力形成的行进装置特性没有负面影响。

d)方向稳定性和直接转向性能。

e)低转向力。

f)驱动轮箍的最佳耐磨损性，尤其是在高车轮载荷时。

g)驱动噪音最小化。

h)滚动阻力最小化。

如果通过采取已知行走装置部件形成的潜在解决方案来研究所需的特征，则似乎使用具有特别大偏转特性轮胎的轮是最接近的方案，所谓的“超弹性轮胎”，这在平衡重量式和叉式提升前伸式卡车中采用。这种箍的使用至今仅限于行走装置类型1.1和2.1，而所有的其他行走装置设计装有聚氨酯轮胎车轮，它们具有与“超弹性车轮”相比的非常急剧变化的轮胎偏转特性。为了改进它们的牵引性能，还使用橡胶箍，然而，它们具有非常低的承载能力，需要较大的转向力。

“超弹性轮胎”仅非常好地满足了上述性能a)，c)和g)，而所有其他的性能比目前使用的聚氨酯轮胎车轮相比差很多。可以给出下述原因：

b)所述箍的缓冲能力直接依赖于弹性模量，它们共同决定弹簧刚度。这样，不能自由地选择衰减常数。所产生的结果对于来自道路的冲击来说下降速度差。

d)所需弹簧刚度需要的较大箍厚度导致车轮在横向和扭转刚度上疏松。

e)车轮的枢转扭矩与车轮的端部轴承表面成比例，该表面越大，车轮箍的刚度越小。

f)已知的“超弹性车轮”的抗磨损性低于普通品牌的聚氨酯轮胎。

h)车轮的滚动阻力与车轮端部轴承表面成比例，越大，车轮箍的刚度越小。

本发明目的的解决方案是通过权利要求1所述的特征实现的。

在本发明的工业卡车中，驱动轮经附加弹簧组件支撑在底盘上，所述弹簧组件具有刚性弹簧特征和特定的衰减常数，如果需要，该常数大致示出了弹性轮胎的弹性行为，但是驱动轮的轮胎基本上是不顺从的。除了也在室外使用的平衡重量式叉车之外，工业卡车通常具有90-93Shore A的聚氨酯轮胎的车轮，它们基本上是非弹性的。

这种轮胎还用于本发明的驱动轮。弹簧组件的设计是当工业卡车上的负载最大时退让只不过2-10mm。

因为驱动轮负载与单独的行走装置设计有很大不同，这样，轮胎几何形状也需要单独地确定尺寸，下面的弹簧常数调整适用于本发明的驱动弹簧系统：

1.对于具有依赖负载的驱动轮压力的行走装置：

2.对于具有不依赖负载的驱动轮压力的行走装置：

在本发明中，正如公知的与工业卡车有关的具有超弹性轮胎的弹性性能被结合到所述弹簧组件中，且驱动轮本身装有基本上不顺从的轮胎。改变弹簧的弹性常数的可能性包括与轮胎相比个别一致的较大势能。

现在行走装置的缓冲性能可以单独地通过作用在驱动轮悬架上的分离缓冲件同样实现。因为本发明涉及具有负载定向的驱动轮的行走装置轴，所以如果在轴上有更多的车轮，也可以通过布置缓冲件，将所需的衰减特性传递给那些车轮，该轴不可避免地必须设计为可竖直地运动。

这尤其有益，因为那些车轮无论如何都具有它们自己的仅需适应的独立弹簧/缓冲系统。

本发明可有利地用于三轮行走装置，但同样可用于五轮行走装置。在后一种情况下，根据本发明的一方面，支撑轮经弹簧致动的缓冲组件支撑在底盘上是有用的。弹簧致动的缓冲组件可以以普通的方式构成，例如沿支撑方向提供较刚性的操作特性的形式，但是缓冲件的松弛特性是扁平形状。这意味着如果施加负载，则产生较高的阻力，但随着前面的收缩在相对没有阻力的情况下实现支撑轮的抽出，所以较快，从而如果支撑轮缩回，而正在急剧变化的道路上行驶，则一旦留有高度，支撑轮将快速地移动到达地面。

本发明没有在地面和框架下边缘之间的地面间隙上产生相关的作用。而且，车辆框架的费用降低，因为它可以在结构上及其强度上做得更简单。

根据本发明的一方面，支撑轮也可经液压或气压调节缸加载，以便根据操作参数改变行走装置的性能，比如提升缸中的压力，承受负载的提升高度，叉车的加速或减速，驱动轮的转向角，驱动轮的滑移等。

然而，也可以将本发明适用于四轮行走装置。

下面将参照附图中所示的实施例详细描述本发明。

附图说明

图1非常示意地示出了工业卡车的三轮式行走装置的驱动轮悬架。

图2示出了图1的另一细节。

图3非常示意地示出了在两侧具有支撑滚轮的工业卡车的五轮式行走装置的驱动轮。

图4示出了图3的行走装置的支撑滚轮的悬架。

图5示出了图3的行走装置的支撑滚轮的另一悬架。

图6非常示意地示出了具有四轮式行走装置的工业卡车的驱动轮和支撑滚轮的悬架。

具体实施方式

在图1中，未详细示出的工业卡车的底盘以标记10示出，且具有三轮式行走装置。前轮未示出，而是代之以仅示出驱动轮12在通过绕水平轴线的引擎传动组件14驱动的车辆纵轴上，且通过竖直轴16绕竖直轴线枢转地支撑。后者用于转向目的，通过双头箭头18示出。转向装置未示出。

而且，轴16可以沿竖直方向偏移至限制程度，同时沿适当的引导件引导，然而，未示出该引导件。弹簧组件20位于底盘10和引擎传动组件14之间。弹簧组件的设计已经做成如果有最大的可允许负载施加在工业卡车上，仅退让数毫米，例如3至6mm。弹簧组件20基本上有助于模仿通常在工业卡车上用作驱动轮的超弹性轮胎的行为。驱动轮12还具有轮胎22，该轮胎例如由Vulkollan制成，且具有非常低的顺从性。

如图1所示的悬架可以实现弹性轮胎的相同行为，而不需要具有其缺点。如图1所示的悬架呈现出驱动轮12具有较高的位置稳定性和转向稳定性，其转向稳定性优于弹性轮胎。

图2示出了除弹簧组件20之外还设有缓冲件24，以吸收驱动轮12上的冲击。缓冲件24的特性可以这样，即所述操作特性相当陡峭，但相反，松弛特性是平坦的，从而驱动轮12可以以最小的收缩相对快速地重新设定，以便保持与地面的永久接触。

图3示出了工业卡车的五轮行走装置，其中底盘30仅通过可转向的驱动轮12支撑。(因为使用大多数与图1的实施例相同的部件，所以它们用相同的附图标记来表示。)驱动轮12的两侧上装有支撑滚轮32，34，它们可绕竖直轴线和水平轴线转动。对于支撑滚轮来说这通常是公知的。在现在的情况下，支撑滚轮32，34经底盘30上的弹簧衰减组件支撑。这种组件例如在图4中示出。可以看出支撑滚轮32经摇臂36铰接于底盘30，且摇臂36经弹簧38和缓冲元件40支撑在底盘上。应当理解，图4类似于图5，仅用于解释，其结构可以以非常不同的方式构成。缓冲元件40可以具有相对陡峭的操作特性，以便有效地吸收冲击，有效地横向稳定车辆，而不需要担心车体滚动。在相对方向上(松弛特性)，缓冲元件40克服较低的阻力回缩，以安置弹簧38，保持支撑滚轮32总是与地面接触。

在图5的实施例中，液压缸42位于弹簧38和底盘30之间。缸42由可控制的压力源44致动，压力取决于一系列不同的参数，例如工业卡车的提升缸内的压力，承受负载提升的高度，工业卡车的倾斜度，车辆的加速或减速，驱动轮12的转向角，驱动轮12的滑动等。这在图5中通过箭头46示出。

图6示出了具有四轮式行走装置的工业卡车的底盘50，其中仅示出了一个驱动轮12和一个支撑滚轮34。驱动轮12的悬架与图1和3中的匹配，因此相同的部件用相同的附图标记示出。支撑滚轮34经弹簧缓冲组件52支撑在底盘上。弹簧缓冲组件大约具有参照图4和5描述的作用。然而，在图6的实施例中，应当指出，不同于图3的五轮式行走装置，支撑滚轮34设计为与负载定向的驱动轮压力相一致。弹簧38有助于控制整个驱动轴负载在驱动轮12和支撑轮34上的分配。决定特征是在额定负载下用于启动和制动的驱动轮压力。

Claims (7)

1.一种具有行进驱动装置的工业卡车，该驱动装置驱动一个驱动轮，该驱动轮还绕竖直轴线枢转地支撑，作为转向轮，且具有非顺从性轮胎，其特征在于工业卡车的驱动轮(12)的特征是依赖负载的驱动轴载荷经弹簧组件支撑在底盘上，所述弹簧组件具有刚性弹簧特性，其中弹簧组件(20)的弹簧常数如下确定：

其中F是驱动轮(12)的相应接触压力。

2.一种具有行进驱动装置的工业卡车，该驱动装置驱动一个驱动轮，该驱动轮还绕竖直轴线枢转地支撑，作为转向轮，且具有非顺从性轮胎，其特征在于工业卡车的驱动轮(12)的特征是依赖负载的驱动轴负载经弹簧组件(20)支撑在底盘(10)上，所述弹簧组件具有刚性弹簧特性，其中弹簧常数如下确定：

其中F是驱动轮的相应接触压力。

3.如权利要求1(或2)所述的工业卡车，其特征在于所述弹簧组件(20)具有相应的缓冲组件(24)。

4.如权利要求1至3任一所述的工业卡车，其特征在于至少驱动轮(12)的一侧或驱动轮(12)的同一轴上设有可竖直运动的支撑轮(32，34)，该支撑轮可自由地绕竖直轴线枢转，且经弹簧致动的缓冲组件(38，40)支撑在底盘30上。

5.如权利要求3或4所述的工业卡车，其特征在于位于驱动轮的轴上的支撑轮设有缓冲组件，且驱动轮的缓冲动作由支撑轮的缓冲组件承受。

6.如权利要求1至5任一所述的工业卡车，其特征在于所述弹簧组件(20)的顺从性在最大允许负载下不超过3至6mm。

7.如权利要求4至6任一所述的工业卡车，其特征在于所述支撑轮(32)通过动力驱动的设定部件(42)作用，该设定部件可由工业卡车的一个或多个操作参数控制，用于改变支撑滚轮(32)的端部轴承作用力。

Images